本实用新型专利技术公开了一种重力加速度测量装置，该装置包括电源、抽真空装置、密封玻璃容器、电磁铁、小铁球、“”型滑道、光纤传感器、距离传感器、读数装置、调平装置、单摆、继电器、夹子、压力传感器。本实用新型专利技术公开的重力加速度测量装置实现了两个原理的实验自动、连续测量，操作简单；两种实验数据的平均值，计算结果精确，误差小；学生做一个实验了解两个实验原理，节省学生时间。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于一种物理测量领域，特别是一种重力加速度的测量。
技术介绍
测量重力加速度是物理实验课程中的一个基本实验，较为简单的实验方法有自由落体法和单摆法，利用公式l＝gt2/2、L＝gT2/4π2求出重力加速度的值，上述公式均用于真空状态下，而目前物理实验课程中的测量实验是在非真空状态下，且测量数值的误差较大。现有技术中，如中国专利CN104966438A设计了一种落体法测重力加速度实验仪，其主要由光电门、控制器感测小球在真空环境下落时间，但仅采用了一种实验原理测量，且其光电门之间的距离采用有刻度的尺子测量，人工测量误差较大；中国专利CN203811820U设计了一种重力加速度的测量装置，该装置采用激光测距传感器和光敏二极管进行测量小球的下落时间及距离，由于实验在空气中进行，小球下落过程中受到空气阻力的影响，导致测量数据的误差较大；上述现有技术中均仅采用了一种实验原理测量，导致在同一种实验中不可避免的误差始终存在。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种重力加速度测量装置，实现了两种原理的实验自动、连续测量，两个实验数据的平均值可以更精确的测量重力加速度，同时使得做实验的学生了解更多原理、操作简单。本技术采取以下技术方案实现上述目的：重力加速度测量装置包括电源(1)、抽真空装置(2)、密封玻璃容器(3)、电磁铁(4)、小铁球(5)、“]”型滑道(6)、光纤传感器(71)、(73)、距离传感器(72)、读数装置(8)、调平装置(9)、单摆(10)、继电器(11)、夹子(12)压力传感器(13)，所述密封玻璃容器(3)为长方体，顶面为可拆卸顶盖；密封玻璃容器(3)顶面中心位置固定连接电磁铁(4)；密封玻璃容器(3)底面中心位置设置压力传感器(13)；密封玻璃容器(3)下部设置调平装置(9)；密封玻璃容器(3)侧面(14)固定连接“]”型滑道(6)，“]”型滑道(6)位于侧面(14)的竖直中线位置，长度与密封玻璃容器(3)的高度相等；“]”型滑道(6)滑动连接两个传感器装置(7)，传感器装置(7)由光纤传感器(71)、(73)和距离传感器(72)组成；位于上方的距离传感器(72)的探头固定连接在上方传感器装置(7)的下方；光纤传感器(71)、(73)和距离传感器(72)与读数装置(8)电连接；读数装置(8)包括计时单元和显示单元；密封玻璃容器(3)顶面固定连接单摆(10)，所述单摆(10)顶点设置在顶面水平中线的1/4处，摆长为密封玻璃容器(3)高度的0.6-0.7倍；与“]”型滑道(6)连接的侧面的相邻面(15)设置滑道(61)，滑道(61)与单摆(10)垂直静止时构成的平面与所述相邻面(15)垂直；滑道(61)滑动连接夹子(12)，夹子(12)与继电器(11)电连接；继电器(11)与压力传感器(13)电连接；读数装置(8)、电磁铁(4)、抽真空装置(2)与电源(1)电连接；所述抽真空装置(2)通过抽风口(21)与密封玻璃容器固定连接，抽风口(21)设有真空度检测探头和气阀。本技术的进一步技术方案是：密封玻璃容器(3)的棱和六个面的中线均有金属架支撑，所述金属架为铁架、钢架中的一种或几种。重力加速度测量装置的测量方法，包括以下步骤：步骤1，利用调平装置(9)调平密封玻璃容器(3)，将电磁铁(4)通电，打开密封玻璃容器(3)顶盖，把小铁球(5)放在电磁铁处吸附，夹子(12)夹住单摆下端的小球(51)，利用小球(51)的重力拉直单摆的细线，盖合顶盖；步骤2，利用上方的距离传感器(72)测量、调整两个传感器装置(7)之间的距离l，使l取值为密封玻璃容器(3)高度的0.6-0.8倍，并固定两个传感器装置(7)，开启抽真空装置(2)将密封容器抽真空；步骤3，断开电磁铁的电源，利用两个光纤传感器(71)、(73)测量小铁球(51)下落过程中经过两个光纤传感器(71)、(73)的时间，读数装置(8)在上端光纤传感器(71)感测到小铁球(5)时开始计时，在下端光纤传感器(73)感测到小铁球(5)时计时完毕，并记录数据时间t；步骤4，小铁球(5)落到底面，压力传感器(13)感测到压力时传输电信号给继电器(11)，继电器(11)控制夹子(12)松开小球(51)，读数装置(8)在上方光纤传感器(71)第一次感测到单摆(10)开始计时，第三次感测到单摆(10)计时完毕，记录单摆的周期T；步骤5，利用公式和计算出平均重力加速度g。本技术的有益效果是：1、两个原理的实验自动、连续测量，操作简单；2、采用两种实验数据的平均值，计算结果精确，误差小；3、学生做一个实验了解两个实验原理，节省学生时间；4、采用密封玻璃容器高度0.6-0.7倍的单摆摆长和0.6-0.8倍的传感器距离，实现两个实验使用共同的传感器采集数据，降低了成本。附图说明图1为重力加速度测量装置正面图；图2为重力加速度测量装置侧面图；图中：1、电源；2、抽真空装置；21、抽风口；3、密封玻璃容器；4、电磁铁；5、小铁球；51、小球；6、“]”型滑道；61、滑道；7、传感器装置；71、光纤传感器；72、距离传感器；73、光纤传感器；8、读数装置；9、调平装置；10、单摆；11、继电器；12、夹子；13、压力传感器；14、密封玻璃容器侧面；15、侧面相邻面。具体实施方式下面结合附图1-2、对比例1和实施例1-6对本技术进行说明。对比例1和实施例1-6均在广西壮族自治区南宁市得到的实验结果，实施例1-6中读数装置的计时单元为毫秒级计时。对比例1：在空气中用单摆测定重力加速度，利用公式求得重力加速度g，实验采用1m长的细线，带孔的小铁球，带铁夹的铁架台，米尺，游标卡尺，秒表。用游标卡尺测小铁球直径d，测3次数据分别为1.91、1.90、1.90厘米；将细线一端穿过小铁球的孔后打结，另一端固定在铁夹上，把铁夹固定在铁架上端，将做成的单摆伸出桌面外，用米尺测出悬吊时的摆线长L′(从悬点到小铁球顶端)，测3次数据分别为98.10、98.00、98.20厘米；将摆球拉离平衡位置一段小距离，摆线与竖直方向夹角小于5°后放开，让单摆在一个竖直面内来回摆动，用秒表测出单摆30次全振动时间t(当摆球过最低点时开始计时)，测3次数据分别为59.9、60.0、59.9秒；用平均值算出摆长周期由此算出重力加速度g＝9.806，根据南宁市的标准重力加速度值g＝9.7879得到误差0.18％。实施例1：实施例1为重力加速度测量装置，包括电源(1)、抽真空装置(2)、密封玻璃容器(3)、电磁铁(4)、小铁球(5)、“]”型滑道(6)、光纤传感器(71)、(73)、距离传感器(72)、读数装置(8)、调平装置(9)、单摆(10)、继电器(11)、夹子(12)、压力传感器(13)，密封玻璃容器(3)为长方体，长宽高分别为1米、0.4米和1米，顶面为可拆卸顶盖且中心位置固定连接电磁铁(4)，底面中心位置设置压力传感器(13)；密封玻璃容器(3)下部设置调平装置(9)；密封玻璃容器(3)侧面(14)固定连接一“]”型滑道(6)，“]”型滑道(6)位于侧面(14)的竖直中线位置，长度与密封玻璃容器(3)的高度相等；“]”型滑道(6)滑动连接两个传感器装置(7)，传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
重力加速度测量装置，包括电源(1)、抽真空装置(2)、密封玻璃容器(3)，其特征在于，所述密封玻璃容器(3)为长方体，顶面为可拆卸顶盖；密封玻璃容器(3)顶面中心位置固定连接电磁铁(4)；密封玻璃容器(3)底面中心位置设置压力传感器(13)；密封玻璃容器(3)下部设置调平装置(9)；密封玻璃容器(3)侧面(14)固定连接一“]”型滑道(6)，所述“]”型滑道(6)位于侧面(14)的竖直中线位置，长度与密封玻璃容器(3)的高度相等；“]”型滑道(6)滑动连接两个传感器装置(7)，传感器装置(7)由光纤传感器(71、73)和距离传感器(72)组成；位于上方的距离传感器(72)的探头固定连接在上方传感器装置(7)的下方；光纤传感器(71、73)和距离传感器(72)与读数装置(8)电连接；读数装置(8)包括计时单元和显示单元；密封玻璃容器(3)顶面固定连接单摆(10)，所述单摆(10)顶点设置在顶面水平中线的1/4处，摆长为密封玻璃容器(3)高度的0.6‑0.7倍；与“]”型滑道(6)连接的侧面的相邻面(15)设置滑道(61)，滑道(61)与单摆(10)垂直静止时构成的平面与所述相邻面(15)垂直；滑道(61)滑动连接夹子(12)，夹子(12)与继电器(11)电连接；继电器(11)与压力传感器(13)电连接；读数装置(8)、电磁铁(4)、抽真空装置(2)与电源(1)电连接；所述抽真空装置(2)通过抽风口(21)与密封玻璃容器固定连接，抽风口(21)设有真空度检测探头和气阀。...
【技术特征摘要】
1.重力加速度测量装置，包括电源(1)、抽真空装置(2)、密封玻璃容器(3)，其特征在于，所述密封玻璃容器(3)为长方体，顶面为可拆卸顶盖；密封玻璃容器(3)顶面中心位置固定连接电磁铁(4)；密封玻璃容器(3)底面中心位置设置压力传感器(13)；密封玻璃容器(3)下部设置调平装置(9)；密封玻璃容器(3)侧面(14)固定连接一“]”型滑道(6)，所述“]”型滑道(6)位于侧面(14)的竖直中线位置，长度与密封玻璃容器(3)的高度相等；“]”型滑道(6)滑动连接两个传感器装置(7)，传感器装置(7)由光纤传感器(71、73)和距离传感器(72)组成；位于上方的距离传感器(72)的探头固定连接在上方传感器装置(7)的下方；光纤传感器(71、73)和距离传感器(72)与读数装置(8)电连接；读数装置(8)包括计时...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾丽斯，熊帅，王浩楠，
申请(专利权)人：广西大学行健文理学院，
类型：新型
国别省市：广西;45
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